Накопление энергии от выходных конденсаторов в импульсных источниках питания
На графике зависимости напряжения от заряда емкость показана диагональной линией, а энергия, запасенная в емкости, представляет собой площадь, находящуюся под линией. Хотя выходная емкость силового МОП-транзистора является нелинейной и изменяется в зависимости от напряжения стока, энергия, запасенная в выходной емкости, по-прежнему находится в области, находящейся под линией нелинейной емкости. Следовательно, если мы сможем найти прямую линию, которая дает ту же площадь, что и площадь, содержащаяся на кривой изменяющейся выходной емкости, показанной на фиг. 1, наклон линии соответствует эквивалентной выходной емкости, которая производит такое же количество запасенной энергии.
Для некоторых МОП-транзисторов более старой планарной технологии разработчик может найти эквивалентную выходную емкость, используя аппроксимацию кривой на основе значений выходной емкости в технических характеристиках при обычно указанном напряжении сток-исток 25 В.
Таким образом, запас энергии можно получить из простого интегрального уравнения.
Наконец, эффективная выходная емкость равна
измеренное значение выходной емкости и подобранная кривая, полученная из уравнения. (3). Он хорошо работает по сравнению со старой технологией MOSFET, показанной на рис. 2(а). Однако для МОП-транзисторов, использующих новые технологии, такие как технология суперперехода, где выходная емкость имеет более нелинейные характеристики, простая аппроксимация экспоненциальной кривой иногда оказывается недостаточно хорошей. На рисунке 2(b) показана измеренная выходная емкость полевого МОП-транзистора *новой технологии и построенная кривая с использованием уравнения (3). Для эквивалентного значения выходной емкости разрыв между ними в области высокого напряжения приводит к огромной разнице, поскольку в интегральном уравнении напряжение умножается на емкость. Оценка на рисунке 2(b) приведет к гораздо большей эквивалентной емкости, что может ввести в заблуждение при первоначальной конструкции преобразователя.
Расчетная выходная емкость: (а) старый МОП-транзистор, (б) новый МОП-транзистор
Если значение выходной емкости меняется в зависимости от напряжения сток-исток, энергию, запасенную в выходной емкости, можно найти с помощью уравнения (4). Хотя кривая емкости показана в паспорте, прочитать значение емкости на графике непросто**. Таким образом, в зависимости от напряжения сток-исток запасенная энергия в выходной емкости представлена графиком в *Техническом паспорте нового силового МОП-транзистора. Используя кривую, показанную на рисунке 3, эквивалентную выходную емкость при желаемом напряжении шины постоянного тока (DC) можно получить с помощью уравнения (5).
